Flüssigkeitsschalldämpfer

Abstract

 Ein Flüssigkeitsschalldämpfer (1) zur Abschwächung von Druck- und/oder Schallschwingungen bei Druckfluidsystemen mit einem Dämpfergehäuse (2) mit einer eine Gehäuselängsachse (3) definierenden Hauptabmessung und einem sich in Richtung der Gehäuselängsachse (3) zwischen einer Eintrittsöffnung (4) und einer Austrittsöffnung (5) in dem Dämpfergehäuse (2) sich erstreckenden Dämpfungsrohr (6) mit zumindest einer radialen Öffnung (7) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsschalldämpfer (1) eine Einrichtung (8) zur Veränderung der Position und/oder der Größe der Öffnung (7) in dem Dämpfungsrohr (6) aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsschalldämpfer zur Abschwächung von Druck- und/oder Schallschwingungen bei Druckfluidsystemen mit einem Dämpfergehäuse mit einer eine Gehäuselängsachse definierenden Hauptabmessung und einem sich in Richtung der Gehäuselängsachse zwischen einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung in dem Dämpfergehäuse sich erstreckenden Dämpfungsrohr mit zumindest einer radialen Öffnung.

[0002] In Druckfluidsystemen können anlagebedingte Vorgänge unterschiedlichster Art zu Druckschwankungen führen, etwa durch schlagartiges Verbinden von Fluidräumen mit unterschiedlichem Druckniveau, durch Betätigung von Absperr- und Reglerarmaturen mit kurzen Öffnungs- und Schließzeiten und insbesondere durch Ungleichförmigkeiten beim Betrieb von Pumpen, wobei sich Pumpenpulsationen ergeben können.

[0003] Zur Abschwächung von Druckschwankungen, periodischen Druckschwankungen oder resultierenden Schallschwingungen sind Dämpferanordnungen unterschiedlicher Bauweise bekannt. Zu nennen sind beispielsweise Blasen-, oder Membran-, oder Kolbenspeicher sowie Pulsationsschalldämpfer (fachsprachlich auch Silencer genannt).

[0004] Solche Reflexions- oder Flüssigkeitsschalldämpfer bestehen im wesentlichen aus einem Dämpfergehäuse mit einer eine Gehäuselängsachse definierenden Hauptabmessung und einem sich in Richtung der Gehäuselängsachse vorzugsweise koaxial zu dieser erstreckenden Dämpfungsrohr mit zumindest einer radialen Öffnung. Das Dämpfungsrohr ist durch das Dämpfergehäuse geführt und durchragt dichtend eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung des Dämpfergehäuses. Die Größe und die Position in Längsachse des Dämpfungsrohres und die Abmessungen der Öffnung beeinflussen die Dämpfungseigenschaften des Flüssigkeitsschalldämpfers wesentlich.

[0005] Bei den bekannten Flüssigkeitsschalldämpfern ist diese Öffnung - oder auch mehrere Öffnungen - an dem Dämpfungsrohr fest von der Position her vorgegeben. Eine optimierte Wirkung des Flüssigkeitsschalldämpfers oder Reflexionsdämpfers ist in Abhängigkeit von der jeweiligen Auslegung des Druckfluidsystems nicht immer gegeben. Eine Adaption des Flüssigkeitsschalldämpfers an das jeweilige Druckfluidsystem ist insoweit erschwert.

[0006] Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen Flüssigkeitsschalldämpfer anzugeben, dessen Dämpfungseigenschaften an ein Druckfluidsystem adaptierbar und veränderbar ausgebildet sind.

[0007] Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch einen Flüssigkeitsschalldämpfer gelöst, der die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

[0008] Danach besteht die wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass der Flüssigkeitsschalldämpfer eine Einrichtung zur Veränderung der Position und/oder der Größe der Öffnung in dem Dämpfungsrohr aufweist, wodurch es ermöglicht ist, die Dämpfung des Flüssigkeitsschalldämpfers während des Betriebes des Druckfluidsystems adaptiv zu optimieren.

[0009] Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus dem Inhalt der Unteransprüche.

[0010] Es kann zweckmäßig sein, mit Hilfe der Einrichtung die Öffnung - oder auch eine Mehrzahl an Öffnungen - in dem Dämpfungsrohr in Längs- und/oder in Umfangsrichtung des Dämpfungsrohres zu verschieben, so dass diese bereichsweise Fluid in eine bestimmte Richtung und in ein bestimmtes Teilvolumen des Dämpfergehäuses abgeben kann. Um während des Betriebes des Druckfluidsystems die Dämpfungseigenschaften des Reflexionsschalldämpfers oder Flüssigkeitsschalldämpfers zu verändern, empfiehlt sich eine Eingriffs- oder Betätigungsmöglichkeit der Einrichtung von einer Außenseite des Dämpfergehäuses her.

[0011] Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Einrichtung zur Veränderung der Position und/oder der Größe der Öffnung im Dämpferrohr im wesentlichen aus einem dichtend das Dämpferrohr umschließenden Rohr gebildet, das auf dem Dämpferrohr verschoben und/oder gedreht werden kann und dass eine Öffnung aufweist, die teilweise oder ganz mit der jeweils zurodenbaren Öffnung in dem Dämpfungsrohr zur Deckung gebracht werden kann und mit dessen Hilfe der lichte Querschnitt der Öffnung in dem Dämpfungsrohr variabel gestaltbar ist.

[0012] Ist beispielsweise die Öffnung in dem Dämpfungsrohr als Schlitz ausgebildet, der sich über einen Teilbereich der axialen Länge des Dämpfungsrohres erstreckt, so kann durch Verschieben und/oder Verdrehen des die Einrichtung bildenden Rohres und dessen radiale Öffnung die Position der Öffnung, die von dem Dämpfungsrohr in das Innere des Dämpfergehäuses mündet, verändert, insbesondere vergrößert oder verkleinert werden.

[0013] Es kann auch vorteilhaft sein, für ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Flüssigkeitsschalldämpfers beide Öffnungen in dem Dämpfungsrohr und dem die Einrichtung zur Veränderung der Position bildenden Rohr als wendelförmige Schlitze auszubilden, deren Steigungsrichtung zueinander invers verlaufend sind. Durch diese konstruktive Maßnahme ergibt sich stets ein rautenförmiger Überschneidungsbereich der beiden Schlitze und somit eine durch Verdrehen des Rohres auf dem Dämpfungsrohr sich über die ganze Länge des Dämpfungsrohres verschiebbare Durchgangsöffnung vom Inneren des Dämpfungsrohres in das innere Volumen des Dämpfergehäuses.

[0014] In besonders vorteilhafter Weise ist dabei der Betrag der Steigung der beiden Schlitze etwa gleich oder gleich groß zu wählen. Die Steigung ist vorzugsweise derart groß gewählt, dass die Schlitze nur über einen Teilumfang der beiden Rohre geführt sind.

[0015] Ist das auf dem Dämpfungsrohr bewegbare Rohr drehfest mit einem Flansch, der die Eintrittsöffnung und/oder die Austrittsöffnung durchragt, verbunden, so ist eine von außen betätigbare Einrichtung geschaffen, mit Hilfe deren beispielsweise durch Drehen des Flansches die Öffnung des Dämpfungsrohres über dessen Länge verschoben und/oder vergrößert sowie verkleinert werden kann.

[0016] In dem Dämpfungsrohr lassen sich auch mehrere Öffnungen oder Schlitze über dessen Umfang anordnen. Ebenso bei dem über das Dämpfungsrohr gestülpten Rohr. Die Schlitze können unterschiedliche lichte Weiten oder sonstige charakteristische Abmessungen aufweisen.

[0017] Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.

[0018] Es zeigen:

Fig. 1

einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfin- dungsgemäßen Flüssigkeitsschalldämpfers;

Fig. 2

eine schematische und perspektivische Ansicht einer Einrich- tung zur Veränderung der Position und/oder der Größe der Öffnung in dem Dämpfungsrohr;

Fig. 3

eine perspektivische Schrägansicht lediglich des Dämpfungs- rohres und des umgebenden Rohres zur Veränderung von Po- sition und Größe der Öffnung für ein zweites Ausführungsbei- spiel und

Fig. 4 und 5

entsprechende Schrägansichten der Rohre für ein drittes bzw. viertes Ausführungsbeispiel.

[0019] In Fig.1 ist in einem Längsschnitt ein als Reflexionsdämpfer (fachsprachlich auch mit Silencer bezeichnet) gebildeter Flüssigkeitsschalldämpfer 1 für eine hydraulische Anlage gezeigt. Der Flüssigkeitsschalldämpfer 1 besteht im wesentlichen aus einem langgestreckten Dämpfergehäuse 2, dessen Hauptabmessung eine Gehäuselängsachse 3 definiert.

[0020] Das Dämpfergehäuse 2 ist an seinem stromaufseitigen Ende 16 über einen Flansch 17 mit einer Druckmittelquelle oder sonstigen Druckmittelversorgung verbunden, die auch Bestandteil des Arbeitskreises einer nicht näher dargestellten Hydraulikanlage sein kann. In seiner Eigenschaft als Reflexionsdämpfer, d.h. als Resonator mit Interferenzwirkung, enthält das Dämpfergehäuse 2 ein Dämpfungsrohr 6, das sich koaxial zu der Gehäuselängsachse 3 zwischen einer Eintrittsöffnung 4 und einer Austrittsöffnung 5 des Dämpfergehäuses 2 erstreckt. Wie insbesondere die Fig.2 in einer schematischen, perspektivischen Ansicht zeigt, weist das Dämpfungsrohr 6 einen wendelförmigen mit sehr großer Steigung versehenen, um einen Teilumfangsbereich geführten Schlitz 13 auf. Der Schlitz 13 dient als Öffnung 7, welche das Innere des Dämpfungsrohres 6 mit dem Inneren des Dämpfergehäuses 2 verbindet, wodurch eine Kopplung der Fluidschwingungen im Dämpfungsrohr 6 mit dem dieses umgebenden Fluidvolumen 18 innerhalb des Dämpfergehäuses 2 bewirkt ist.

[0021] Um das Dämpfungsrohr 6 ist dichtend ein Rohr 10 über die gesamte axiale Länge 12 des Dämpfungsrohres 6 gelegt, wobei das Rohr 10 drehfest mit je einem aus der Eintrittsöffnung 4 und der Austrittsöffnung 5 geführten Flansch 15 verbunden ist. Die an ihrem Außenumfang eine Schlüsselweite tragenden Flansche 15 ermöglichen ein Verdrehen des Rohres 10 im Inneren des Dämpfergehäuses 2 von einer Außenseite 9 des Dämpfergehäuses 2 relativ zu dem Dämpfungsrohr 6.

[0022] Das Rohr 10 weist einen wendelförmig um einen Teilumfangsbereich mit großer Steigung geführten Schlitz 14 als Öffnung 11 auf. Die Steigungsrichtung des Schlitzes 14 in dem Rohr 10 ist invers zu der Steigungsrichtung des Schlitzes 13 in dem Dämpfungsrohr 6 ausgebildet, so dass sich im Überdeckungsbereich der beiden Schlitze 13,14 eine rautenförmige Öffnung 19 ergibt, die zur Fluidkopplung dient (vgl. Fig.2).

[0023] Durch Drehen des Rohres 10 ist damit eine Einrichtung 8 geschaffen, mit Hilfe deren die Öffnung 19 zur Fluidkopplung zwischen dem Fluidstrom im Inneren des Dämpfungsrohres 6 mit dem Fluidvolumen 18 in dem Dämpfergehäuse 2 über die Länge des Dämpfungsrohres 6 und auch teilweise über dessen Umfang verschoben werden kann. Mit Hilfe eines Sensors 20, der vorzugsweise als Drucksensor ausgebildet ist, kann die Druckamplitude am Ausgang des Flüssigkeitsschalldämpfers 1 gemessen werden, so dass die Dämpfung des Flüssigkeitsschalldämpfers 1 dergestalt optimierbar ist.

[0024] Auch besteht die Möglichkeit, eine Einstellung des Silencers über die hörbare Gehäuschentwicklung im Betrieb vorzunehmen. Besonders vorteilhaft ist, dass dergestalt mit nur einem Silencer ein weiter Bereich an abzudeckenden Frequenzbändern bedient werden kann und wird beispielsweise ein eingesetzter Silencer an einer anderen Stelle oder bei einer anderen Anlage benötigt, läßt er sich dort ohne weiteres einsetzen und erneut einstellen. Sofern man für die Einstellflansche 15 einen motorischen Antrieb vorsieht, läßt sich insoweit ein Einstellvorgang auch vollständig automatisieren, indem beispielsweise eine nicht näher dargestellte Steuerung die Sensorsignale des Sensors 20 erfaßt und in einen entsprechenden Einstellvorgang für das drehbare Rohr 10 umsetzt.

[0025] Es kann, wie vorstehend dargelegt, das Dämpfungsrohr 6 feststehen und das Rohr 10 als Teil der Einstelleinrichtung 8 bewegbar ausgebildet sein; es besteht aber auch die Möglichkeit, das Rohr 10 festzusetzen und das Dämpfungsrohr 6 entsprechend drehbar oder axial verschiebbar auszugestalten, um dergestalt die notwendige Anpassung an die Betriebszustände für den Silencer vornehmen zu können. Ferner besteht auch die Möglichkeit, beide Rohre 6,10 relativ zueinander zu bewegen (nicht dargestellt).

[0026] Das in Fig. 3 gezeigte, weitere Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Beispiel von Fig. 2 durch die Gestaltung des wendelförmigen Schlitzes 14 im drehbaren äußeren Rohr 10. Während der wendelförmige Schlitz 13 im inneren Dämpfungsrohr 6 eine gleichbleibende Schlitzbreite über die Schlitzlänge besitzt, wie es auch bei dem Beispiel von Fig. 2 der Fall ist, ist der Schlitz 14 im äußeren Rohr 10 so geformt, dass seine Schlitzbreite, von einem Schlitzende 23 ausgehend, bis zum anderen Schlitzende hin zunimmt, wobei die Zunahme stetig erfolgt. Somit kann die resultierende Öffnung 19 nicht nur über die Rohrlänge und den Rohrumfang verschoben werden, sondern es ändert sich bei der Verschiebung auch die Öffnungsgröße.

[0027] Fig. 4 zeigt eine weitere Variante, bei der der wendelförmige Schlitz 14 im äußeren Rohr 10 eine gleichbleibende Schlitzbreite über seine Länge besitzt, sich im Dämpfungsrohr 6 jedoch kein wendelförmiger Schlitz befindet, sondern stattdessen im Dämpfungsrohr 6 Lochreihen vorhanden sind, deren Löcher 24 achsparallel verlaufen, jedoch vom einen Ende 23 ausgehend jeweils eine abnehmende Lochgröße besitzen.

[0028] Die Fig. 5 verdeutlicht schließlich eine Variante, bei der das äußere Rohr 10 in zwei voneinander unabhängig drehbare Rohrabschnitte 25 und 26 geteilt ist, in denen sich jeweils ein wendelförmiger Schlitz 14 befindet, wobei der Schlitz 14 im Rohrabschnitt 25 eine geringere Schlitzbreite als im Rohrabschnitt 26 besitzt. Im inneren Dämpfungsrohr 6 befindet sich wiederum kein wendelförmiger Schlitz, sondern stattdessen sind gestufte, achsparallel verlaufende Schlitze 13 vorgesehen, wobei im Rohrabschnitt 26 die Schlitzbreite vom Rohrende 23 ausgehend von einem Größtwert der Schlitzbreite in Stufen bis zu einer am Ende des Rohrabschnittes 26 gegebenen kleinsten Schlitzbreite abnimmt. Im anschließenden Rohrabschnitt 25 nimmt die Breite des Schlitzes 13 wiederum in Stufen bis zum außenliegenden Ende des Rohrabschnittes 25 ab.

Ansprüche

1. Flüssigkeitsschalldämpfer zur Abschwächung von Druck- und/oder Schallschwingungen bei Druckfluidsystemen, mit einem Dämpfergehäuse (2) mit einer eine Gehäuselängsachse (3) definierenden Hauptabmessung und einem sich in Richtung der Gehäuselängsachse (3) zwischen einer Eintrittsöffnung (4) und einer Austrittsöffnung (5) in dem Dämpfergehäuse (2) sich erstreckenden Dämpfungsrohr (6) mit zumindest einer radialen Öffnung (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsschalldämpfer (1) eine Einrichtung (8) zur Veränderung der Position und/oder der Größe der zumindest einen Öffnung (7) in dem Dämpfungsrohr (6) aufweist.

2. Flüssigkeitsschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (7) des Dämpfungsrohres (6) durch die Einrichtung (8) in Längs- und/oder Umfangsrichtung des Dämpfungsrohres (6) verschiebbar gestaltet ist.

3. Flüssigkeitsschalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zur Veränderung der Position der Öffnung (7) von einer Außenseite (9) des Dämpfergehäuses (6) betätigbar ist.

4. Flüssigkeitsschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zur Veränderung der Position der zumindest einen Öffnung (7) im wesentlichen aus einem Rohr (10) gebildet ist, das zumindest eine radiale Öffnung (11) aufweist, die zumindest teilweise in Überdeckung mit der jeweiligen Öffnung (7) des Dämpfungsrohres (6) bringbar ist.

5. Flüssigkeitsschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (7) des Dämpfungsrohres (6) durch einen zumindest über einen Teilbereich seiner axialen Länge (12) sich erstreckenden Schlitz (13) gebildet ist.

6. Flüssigkeitsschalldämpfer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (11) in dem Rohr (10) durch einen wendelförmigen Schlitz (14) gebildet ist.

7. Flüssigkeitsschalldämpfer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (13) in dem Dämpfungsrohr (6) wendelförmig ausgebildet ist.

8. Flüssigkeitsschalldämpfer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (13,14) in dem Dämpfungsrohr (6) und in dem Rohr (10) etwa dieselbe Steigung aufweisen, wobei die Steigungsrichtungen der beiden Schlitze (13,14) invers zueinander ausgestaltet sind.

9. Flüssigkeitsschalldämpfer nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (10) drehfest mit einem aus der Eintrittsöffnung (4) und/oder Austrittsöffnung (5) des Dämpfergehäuses (2) geführten Flansch (15) verbunden ist.

10. Flüssigkeitsschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsrohr (6) und/oder das Rohr (10) mehrere Öffnungen (7,11) oder Schlitze (13,14) aufweisen.

11. Flüssigkeitsschalldämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzbreite des wendelförmigen Schlitzes (14) des Rohres (10) vom einen Schlitzende (23) zum anderen Schlitzende hin zunimmt.

12. Flüssigkeitsschalldämpfer nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung des Dämpfungsrohres (6) durch eine Reihe von Löchern (24) mit einer von einem Rohrende (23) zum anderen Rohrende hin abnehmenden Lochgröße gebildet ist.

13. Flüssigkeitsschalldämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung im Dämpfungsrohr (6) durch zumindest einen Schlitz (13) achsparalleler Erstreckung gebildet ist, dessen Schlitzbreite sich über die Schlitzlänge in Stufen ändert.

14. Flüssigkeitsschalldämpfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schlitze (13) vorgesehen sind, dass die Schlitzbreite des einen Schlitzes von einem Rohrende (23) ausgehend bis zum Bereich der Rohrmitte in Stufen abnimmt und die Schlitzbreite des anderen Schlitzes (13) vom Bereich der Rohrmitte ausgehend zum anderen Rohrende hin in Stufen abnimmt.

15. Flüssigkeitsschalldämpfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (10) in zwei Rohrabschnitte (25, 26) geteilt ist, in jedem Rohrabschnitt (25, 26) ein wendelförmiger Schlitz (14) mit unterschiedlicher Schlitzbreite gebildet ist und die Rohrabschnitte (25, 26) voneinander unabhängig drehbar sind.

Zeichnung